이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.It is noted that the figures are schematic and not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures and any dimensions are merely exemplary and not limiting. And the same reference numerals are used to refer to similar features in the same structure, element or part shown in more than one figure.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.Embodiments of the invention specifically illustrate ideal embodiments of the invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Thus, the embodiment is not limited to the specific form of the illustrated region, but includes, for example, modification of the form by manufacture.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 5축 가공기(101)를 설명한다.Hereinafter, the 5-axis machine 101 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 컬럼(column, 400), 슬라이드(450), 주축 구동부(480), 및 스핀들 모듈(901)을 포함한다.1 to 5, the 5-axis machine 101 according to the first embodiment of the present invention is a column (400), the slide 450, the spindle drive 480, and the spindle module 901 ).
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 베드(800), 새들(700), 테이블(600), 상하 이송 장치(530), 좌우 이송 장치(520), 전후 이송 장치(510), 및 테이블 회전 구동부(750)를 더 포함할 수 있다.In addition, the 5-axis processing machine 101 according to the first embodiment of the present invention is a bed 800, saddle 700, table 600, up and down conveying device 530, left and right conveying device 520, front and rear conveying device 510, and a table rotation driver 750 may be further included.
주축 구동부(480)는 후술할 스핀들 모듈(901)의 스핀들(200)과 기구적으로 연결되어 스핀들(200)에 회전 동력을 공급한다. 주축 구동부(480)는 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 종류의 모터를 포함할 수 있다.The spindle driver 480 is mechanically connected to the spindle 200 of the spindle module 901 to be described later to supply rotational power to the spindle 200. The spindle driver 480 may include various types of motors known to those skilled in the art.
또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 주축 구동부(480)는 후술할 슬라이드(450)의 후방에 지지된다.In addition, in the first embodiment of the present invention, the spindle drive 480 is supported behind the slide 450 to be described later.
스핀들 모듈(901)은 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 틸팅 헤드(300), 및 틸팅 바디(350)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에서, 스핀들 모듈(901)은 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 틸팅 헤드(300), 및 틸팅 바디(350)가 모듈화되도록 일체로 결합되며, 스핀들(200)의 틸팅이 가능하다.The spindle module 901 may include a spindle 200, a spindle head 250, a tilting head 300, and a tilting body 350. That is, in the first embodiment of the present invention, the spindle module 901 is integrally coupled so that the spindle 200, the spindle head 250, the tilting head 300, and the tilting body 350 are modularized, and the spindle ( 200) tilting is possible.
그리고 스핀들 모듈(901)은 후술할 슬라이드(450)의 전방에 착탈 가능하게 결합되며, 후술할 주축 구동부9480)와 연결되어 회전 동력을 공급받는다.And the spindle module 901 is detachably coupled to the front of the slide 450 to be described later, is connected to the spindle drive 9440 to be described later is supplied with rotational power.
또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 스핀들 모듈(901)은 조정용 블록(370)(도 3에 도시)을 더 포함할 수 있다.In addition, in the first embodiment of the present invention, the spindle module 901 may further include an adjusting block 370 (shown in FIG. 3).
스핀들(200)은 공작물과 접촉하여 공작물을 가공하는 공구에 회전 동력을 전달한다. 즉, 스핀들(200)은 공작물을 가공하기 위한 공구를 일단부에 클램핑하여 회전시킨다. 스핀들(200)의 내부에는 공구를 클램핑하기 위한 클램핑 장치(미도시)가 마련될 수 있다. 여기서, 클램핑 장치로는 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 종류의 클램핑 장치가 사용될 수 있으며, 일반적으로 콜릿(collet)을 포함하는 클램핑 장치가 사용될 수 있다.The spindle 200 is in contact with the workpiece and transmits rotational power to the tool for processing the workpiece. That is, the spindle 200 rotates by clamping a tool for machining a workpiece at one end. A clamping device (not shown) for clamping a tool may be provided inside the spindle 200. Here, as the clamping device, various types of clamping devices known to those skilled in the art may be used, and in general, a clamping device including a collet may be used.
또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 스핀들(200)은 스핀들 샤프트(210)와, 스핀들 샤프트(210)를 둘러싸도록 스핀들 샤프트(210)의 외주면에 형성된 주축 베벨 기어(230)를 포함할 수 있다.In addition, in the first embodiment of the present invention, the spindle 200 may include a spindle shaft 210 and a spindle bevel gear 230 formed on the outer circumferential surface of the spindle shaft 210 to surround the spindle shaft 210. have.
스핀들 헤드(250)는 스핀들(200)을 둘러싸며 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지한다. 스핀들 헤드(250)가 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지하기 위하여 스핀들 헤드(250)와 스핀들(200) 사이에 베어링이 설치될 수 있다. Spindle head 250 surrounds spindle 200 and rotatably supports spindle 200. A bearing may be installed between the spindle head 250 and the spindle 200 so that the spindle head 250 rotatably supports the spindle 200.
틸팅 헤드(300)는 스핀들 헤드(250)를 틸팅 가능하게 지지할 뿐만 아니라 주축 구동부(480)가 공급하는 회전 동력을 스핀들(200)에 전달한다.The tilting head 300 not only supports the spindle head 250 so as to be tiltable, but also transmits rotational power supplied by the spindle driver 480 to the spindle 200.
구체적으로, 틸팅 헤드(300)는 스핀들(200)에 회전 동력을 전달하는 동력 전달부(310)와, 스핀들 헤드(200)를 틸팅시키는 틸팅 구동부(360)를 포함한다.Specifically, the tilting head 300 includes a power transmission unit 310 for transmitting rotational power to the spindle 200, and a tilting driver 360 for tilting the spindle head 200.
본 발명의 제1 실시예에서, 동력 전달부(310)는 주축 구동부(480)가 공급한 회전 동력을 스핀들(200)에 전달한다. 구체적으로, 동력 전달부(310)는 동력 전달축(331)과 동력 전달축(331)의 일단부에 형성되어 스핀들(200)의 주축 베벨 기어(230)와 맞물리는 동력 전달 베벨 기어(334)를 포함한 복수의 동력 전달 기어들(335)을 포함할 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the power transmission unit 310 transmits the rotational power supplied by the spindle drive unit 480 to the spindle 200. Specifically, the power transmission unit 310 is formed at one end of the power transmission shaft 331 and the power transmission shaft 331, the power transmission bevel gear 334 meshing with the main shaft bevel gear 230 of the spindle 200. It may include a plurality of power transmission gears 335 including.
본 발명의 제1 실시예에서, 틸팅 구동부(360)는 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 헤드(250)를 틸팅시킨다. 구체적으로, 틸팅 구동부(360)는 스핀들 헤드(250)와 연결되어 스핀들 헤드(250)를 틸팅시키는 틸팅 구동축(381)과, 틸팅 구동축(381)에 회전 동력을 공급하는 틸팅 구동 모터(388)를 포함한다In the first embodiment of the present invention, the tilting drive 360 tilts the spindle head 250 rotatably supporting the spindle 200. In detail, the tilting driver 360 is connected to the spindle head 250 to provide a tilting drive shaft 381 for tilting the spindle head 250 and a tilting drive motor 388 for supplying rotational power to the tilting drive shaft 381. Contains
또한, 틸팅 구동부(360)는 틸팅 구동 모터(388)와 틸팅 구동축(381)을 기구적으로 연결하는 하나 이상의 틸팅 구동 기어(385)를 더 포함할 수 있다.In addition, the tilting driver 360 may further include one or more tilting drive gears 385 mechanically connecting the tilting drive motor 388 and the tilting drive shaft 381.
틸팅 바디(350)는 틸팅 헤드(300)를 지지하며 후술할 슬라이드(450)에 착탈 가능하게 결합된다.The tilting body 350 supports the tilting head 300 and is detachably coupled to the slide 450 to be described later.
조정용 블록(370)은 스핀들(200)을 중심으로 대향하는 틸팅 바디(350)의 양측 가장자리에 각각 마련되어 후술할 슬라이드(450)에 결합되는 틸팅 바디(350)의 높이 위치를 조정할 수 있다.The adjusting block 370 may be provided at both edges of the tilting body 350 facing the spindle 200 to adjust the height position of the tilting body 350 coupled to the slide 450 to be described later.
또한, 틸팅 바디(350)가 후술할 슬라이드(450)에 착탈 가능하게 결합되면, 틸팅 헤드(300)의 동력 전달부(310)의 동력 전달축이 주축 구동부(480)의 주축 구동축과 커플링(337, 487)으로 연결되어 동력을 전달할 수 있게 된다.In addition, when the tilting body 350 is detachably coupled to the slide 450 to be described later, the power transmission shaft of the power transmission unit 310 of the tilting head 300 is coupled to the main shaft drive shaft of the spindle drive unit 480 ( 337, 487, to transmit power.
반대로, 틸팅 바디(350)가 후술할 슬라이드(450)로부터 분리되면, 틸팅 헤드(300)의 동력 전달부(310)의 동력 전달축과 주축 구동부(480)의 주축 구동축도 분리된다.On the contrary, when the tilting body 350 is separated from the slide 450 to be described later, the power transmission shaft of the power transmission unit 310 of the tilting head 300 and the main shaft driving shaft of the main shaft driving unit 480 are also separated.
베드(800)는 후술할 새들(700)과 컬럼(400)을 슬라이딩 가능하게 지지한다.The bed 800 slidably supports the saddle 700 and the column 400 to be described later.
구체적으로, 베드(800)는 메인 프레임(801)과, 메인 프레임(801) 상에 형성되어 새들(700) 및 컬럼(400)과 슬라이딩 가능하게 결합된 리니어 가이드(810, 820)를 포함할 수 있다. 여기서, 리니어 가이드는 전후 리니어 가이드(810)와 좌우 리니어 가이드(820)를 포함할 수 있다.Specifically, the bed 800 may include a main frame 801 and linear guides 810 and 820 formed on the main frame 801 and slidably coupled to the saddle 700 and the column 400. have. Here, the linear guide may include front and rear linear guides 810 and left and right linear guides 820.
새들(700)은 베드(800) 상에 슬라이딩 가능하게 결합되어 베드(800)의 전후 리니어 가이드(810)를 따라 직선 왕복 운동할 수 있다. 즉, 새들(700)은 전후 방향(이하, "Z축 방향"이라 한다)으로 직선 왕복 운동할 수 있다.The saddle 700 is slidably coupled onto the bed 800 to linearly reciprocate along the front and rear linear guides 810 of the bed 800. That is, the saddle 700 may linearly reciprocate in the front-rear direction (hereinafter referred to as "Z-axis direction").
전후 이송 장치(이하, "Z축 이송 장치"라 한다)(510)는 베드(800)와 새들(700) 사이에 설치되어, 새들(700)을 베드(800) 상에서 직선 왕복 운동시킨다.A front-rear conveying device (hereinafter referred to as "Z-axis conveying device") 510 is installed between the bed 800 and the saddle 700 to linearly reciprocate the saddle 700 on the bed 800.
테이블(600)은 스핀들(200)에 의해 회전하는 공구가 가공할 공작물을 지지한다. 그리고 테이블(600)은 새들(700) 상에 설치되어 새들(700)을 따라 직선 왕복 운동하게 된다.The table 600 supports the workpiece to be processed by the tool rotating by the spindle 200. The table 600 is installed on the saddle 700 to linearly reciprocate along the saddle 700.
또한, 테이블 회전 구동부(750)가 테이블(600)과 새들(700) 사이에 마련되어, 공작물이 안착된 테이블(600)을 회전시킨다. 이때, 테이블(600)의 회전축은 테이블(600)의 평면에 수직한 방향과 평행하다.In addition, a table rotation driver 750 is provided between the table 600 and the saddle 700 to rotate the table 600 on which the workpiece is seated. At this time, the axis of rotation of the table 600 is parallel to the direction perpendicular to the plane of the table 600.
컬럼(400)은 테이블(600)보다 후방에 위치하도록 베드(800)의 후방 쪽 일영역에 수직하게 세워질 수 있다.The column 400 may be erected perpendicularly to one region of the rear side of the bed 800 such that the column 400 is positioned behind the table 600.
그리고 컬럼(400)도 베드(800) 상에 슬라이딩 가능하게 결합되어 베드(800)의 좌우 리니어 가이드(820)를 따라 직선 왕복 운동할 수 있다. 즉, 컬럼(400)은 좌우 방향(이하, "X축 방향"이라 한다)으로 직선 왕복 운동할 수 있다.In addition, the column 400 may be slidably coupled to the bed 800 to linearly reciprocate along the left and right linear guides 820 of the bed 800. That is, the column 400 may linearly reciprocate in the left and right direction (hereinafter, referred to as "X-axis direction").
좌우 이송 장치(이하, "X축 이송 장치"라 한다)(520)는 베드(800)와 컬럼(400) 사이에 설치되어, 컬럼(400)을 베드(800) 상에서 직선 왕복 운동시킨다.A left and right conveying device (hereinafter referred to as "X-axis conveying device") 520 is installed between the bed 800 and the column 400 to linearly reciprocate the column 400 on the bed 800.
또한, 컬럼(400)은 테이블(600) 방향 일측에 형성된 상하 리니어 가이드(430)를 포함할 수 있다.In addition, the column 400 may include upper and lower linear guides 430 formed at one side of the table 600.
슬라이드(450)는 컬럼(400)의 테이블(600) 방향 일측에 슬라이딩 가능하게 결합되어 컬럼(400)의 상하 리니어 가이드(430)를 따라 직선 왕복 운동할 수 있다. 즉, 슬라이드(450)는 상하 방향(이하, "Y축 방향"이라 한다)으로 직선 왕복 운동할 수 있다.The slide 450 is slidably coupled to one side of the table 600 in the column 400 to linearly reciprocate along the upper and lower linear guides 430 of the column 400. That is, the slide 450 can linearly reciprocate in the vertical direction (hereinafter referred to as the "Y-axis direction").
상하 이송 장치(이하, "Y축 이송 장치"라 한다)(530)는 컬럼(400)과 슬라이드(450) 사이에 설치되어, 슬라이드(450)를 상하 방향으로 직선 왕복 운동시킨다.The vertical conveying device (hereinafter referred to as "Y-axis conveying device") 530 is provided between the column 400 and the slide 450 to linearly reciprocate the slide 450 in the vertical direction.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬라이드(450)는 후방에서 주축 구동부(480)를 지지하고, 전방에서 전술한 스핀들 모듈(901)과 착탈 가능하게 결합된다.In addition, the slide 450 according to the first embodiment of the present invention supports the spindle drive unit 480 at the rear and is detachably coupled to the aforementioned spindle module 901 at the front.
즉, 스핀들 모듈(901)과 주축 구동부(480)는 슬라이드(450)와 함께 Y축 방향으로 직선 왕복 운동할 수 있다.That is, the spindle module 901 and the spindle driver 480 may linearly reciprocate in the Y-axis direction together with the slide 450.
일례로, Z축 이송 장치(510), X축 이송 장치(520), 및 Y축 이송 장치(530)는 볼스크류 이송 장치일 수 있다.For example, the Z-axis feeder 510, the X-axis feeder 520, and the Y-axis feeder 530 may be ball screw feeders.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 Z축 이송 장치(510), X축 이송 장치(520), 및 Y축 이송 장치(530)를 통해 Z축 방향, X축 방향, Y축 방향으로 직선축 구동이 가능하다.As described above, the 5-axis processing machine 101 according to the first embodiment of the present invention uses the Z-axis feeder 510, the X-axis feeder 520, and the Y-axis feeder 530 in the Z-axis direction and X. Linear axis drive is possible in axial direction and Y axis direction.
또한, 테이블(600)의 회전과 틸팅 헤드(300)의 틸팅을 포함하는 2축 방향의 회전축 구동이 가능하다.In addition, it is possible to drive the rotating shaft in the two-axis direction including the rotation of the table 600 and the tilting of the tilting head (300).
이에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 총 5축 구동에 의한 가공 작업이 가능하다.Thus, the 5-axis machine 101 according to the first embodiment of the present invention can be processed by a total of 5 axis drive.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 틸팅 바디(350)의 높이 위치는 조정용 블록(370)을 통해 컬럼(400)의 좌우 방향 운동 및 새들(700)의 전후 방향 운동이 형성하는 운동 평면과 스핀들(200)의 틸팅 운동 평면이 직각을 이루도록 조정될 수 있다.In addition, according to the first embodiment of the present invention, the height position of the tilting body 350 is a movement plane formed by the left and right movement of the column 400 and the forward and backward movement of the saddle 700 through the adjusting block 370. And the tilting plane of motion of the spindle 200 may be adjusted to form a right angle.
이때, 조정용 블록(370)을 밀어 올리거나 타격하여 위치를 조정하고, 틸팅 바디(350)와 슬라이더(450)가 견고하게 맞물리도록 강하게 결합시키는 방법으로 틸팅 바디(350)의 높이 위치를 조정할 수 있다.In this case, the height of the tilting body 350 may be adjusted by pushing or hitting the adjusting block 370 to adjust the position, and firmly engaging the tilting body 350 and the slider 450 to be firmly engaged. .
즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 조정용 블록(370)의 위치를 조정하여, Z축 이송 장치(510)와 X축 이송 장치(520)에 의한 직선축 운동 평면과 틸팅 운동 평면이 직각을 이루도록 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 및 틸팅 헤드(300)와 일체로 결합되어 모듈화된 틸팅 바디(350)의 높이를 조정할 수 있다.That is, as shown in Figure 4, by adjusting the position of the adjustment block 370, so that the linear axis of motion plane and the tilting plane of motion by the Z-axis feeder 510 and the X-axis feeder 520 is perpendicular to each other. The height of the modular tilting body 350 may be adjusted integrally with the spindle 200, the spindle head 250, and the tilting head 300.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 위치 조정 과정에서 Y축 이송 장치(530)도 함께 조정해야 하는 번거로움을 없앨 수 있다.In addition, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to eliminate the need to adjust the Y-axis feeder 530 together in the position adjustment process.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 5축 가공기(101)는 모듈화된 틸팅 가능한 스핀들 모듈(901)을 사용하여 위치 조정 작업을 용이하게 수행할 수 있다.By such a configuration, the 5-axis machine 101 according to the first embodiment of the present invention can easily perform the position adjustment operation using the modular tiltable spindle module 901.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 5축에 대한 축의 조정도 용이하지만, 스핀들(200) 또는 틸팅 헤드(300)의 내부 구성에 문제가 발생하여 이를 유지 보수하고자 하는 경우에도, 스핀들 모듈(901)을 슬라이드(450)로부터 분리시켜 용이하게 유지 보수 작업을 수행할 수 있다.In addition, according to the first embodiment of the present invention, the axis of the five axes is also easy to adjust, even if a problem occurs in the internal configuration of the spindle 200 or the tilting head 300 to maintain it, the spindle module The maintenance work may be easily performed by detaching the 901 from the slide 450.
이하, 도 1, 도 2, 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 5축 가공기(102)를 설명한다.Hereinafter, the 5-axis machine 102 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 6 to 10.
도 1, 도 2, 도 6, 및 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 5축 가공기(102)는 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 틸팅 헤드(300), 및 주축 구동 모터(480)를 포함한다.As shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7, the 5-axis machine 102 according to the second embodiment of the present invention includes a spindle 200, a spindle head 250, and a tilting head 300. , And a spindle drive motor 480.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 5축 가공기(102)는 변속기(470), 틸팅 바디(350), 슬라이드(450), 컬럼(column, 400), 베드(800), 새들(700), 테이블(600), 상하 이송 장치(530), 좌우 이송 장치(520), 전후 이송 장치(510), 및 테이블 회전 구동부(750)를 더 포함할 수 있다.In addition, the 5-axis machine 102 according to the second embodiment of the present invention is a transmission 470, the tilting body 350, the slide 450, the column (400), the bed 800, the saddle 700 The table 600 may further include a vertical transfer apparatus 530, a left and right transfer apparatus 520, a front and rear transfer apparatus 510, and a table rotation driver 750.
스핀들(200)은 공작물과 접촉하여 공작물을 가공하는 공구에 회전 동력을 전달한다. 즉, 스핀들(200)은 공작물을 가공하기 위한 공구를 일단부에 클램핑하여 회전시킨다. 스핀들(200)의 내부에는 공구를 클램핑하기 위한 클램핑 장치(미도시)가 마련될 수 있다.The spindle 200 is in contact with the workpiece and transmits rotational power to the tool for processing the workpiece. That is, the spindle 200 rotates by clamping a tool for machining a workpiece at one end. A clamping device (not shown) for clamping a tool may be provided inside the spindle 200.
또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 스핀들(200)은 스핀들 샤프트(210)와, 주축 본체(210)를 둘러싸도록 주축 본체(210)의 외주면에 형성된 주축 베벨 기어(230)를 포함한다.In addition, in the second embodiment of the present invention, the spindle 200 includes a spindle shaft 210 and a spindle bevel gear 230 formed on the outer circumferential surface of the spindle body 210 to surround the spindle body 210.
스핀들 헤드(250)는 스핀들(200)을 둘러싸며 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지한다. 스핀들 헤드(250)가 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지하기 위하여 스핀들 헤드(250)와 스핀들(200) 사이에 베어링이 설치될 수 있다. Spindle head 250 surrounds spindle 200 and rotatably supports spindle 200. A bearing may be installed between the spindle head 250 and the spindle 200 so that the spindle head 250 rotatably supports the spindle 200.
주축 구동 모터(480)는 스핀들(200)과 기구적으로 연결되어 스핀들(200)에 회전 동력을 공급한다. 주축 구동 모터(480)로는 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 종류의 모터가 사용될 수 있다.The spindle drive motor 480 is mechanically connected to the spindle 200 to supply rotational power to the spindle 200. As the spindle drive motor 480, various kinds of motors known to those skilled in the art may be used.
또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 주축 구동 모터(480)는 후술할 슬라이드(450)의 후방에 지지된다.Further, in the second embodiment of the present invention, the spindle drive motor 480 is supported behind the slide 450 which will be described later.
틸팅 헤드(300)는 스핀들 헤드(250)의 양 측면을 틸팅 가능하게 지지한다. 본 발명의 제2 실시예에서, 틸팅 헤드(300)는 스핀들 헤드(250)를 틸팅 가능하게 지지할 뿐만 아니라 주축 구동 모터(480)가 공급하는 회전 동력을 스핀들(200)에 전달한다. The tilting head 300 tiltably supports both sides of the spindle head 250. In the second embodiment of the present invention, the tilting head 300 not only tiltably supports the spindle head 250 but also transmits rotational power supplied by the spindle drive motor 480 to the spindle 200.
구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 틸팅 헤드(300)는 스핀들 헤드(250)의 일 측면을 통해 스핀들(200)에 회전 동력을 전달하는 동력 전달부(310)와, 스핀들 헤드(250)의 타 측면에 결합되어 스핀들 헤드(250)를 틸팅시키는 틸팅 구동부(360)를 포함한다.Specifically, as shown in FIG. 2, the tilting head 300 includes a power transmission unit 310 for transmitting rotational power to the spindle 200 through one side of the spindle head 250, and the spindle head 250. It is coupled to the other side of the tilting drive unit 360 for tilting the spindle head (250).
본 발명의 제2 실시예에서, 동력 전달부(310)는 주축 구동 모터(480)가 공급한 회전 동력을 스핀들(200)에 전달한다.In the second embodiment of the present invention, the power transmission unit 310 transmits the rotational power supplied by the spindle drive motor 480 to the spindle 200.
구체적으로, 동력 전달부(310)는 제1 동력 전달축(321)과, 제2 동력 전달축(333), 그리고 구동축(341)을 포함하며, 한 개 내지 세 개의 베벨 기어를 더 포함할 수 있다.Specifically, the power transmission unit 310 may include a first power transmission shaft 321, a second power transmission shaft 333, and a driving shaft 341, and may further include one to three bevel gears. have.
제1 동력 전달축(321)은 일측에 주축 베벨 기어(230)와 맞물리는 제1 전달 베벨 기어(322)가 형성되고 타측에 종동 기어(323)가 형성된다.The first power transmission shaft 321 is formed with a first transmission bevel gear 322 that is engaged with the main shaft bevel gear 230 on one side and a driven gear 323 on the other side.
제2 동력 전달축(333)은 제1 동력 전달축(321)과 평행하게 이격된다. 그리고 제2 동력 전달축(333)은 일측에 제1 동력 전달축(321)의 종동 기어(323)를 회전시키는 구동 기어(332)가 형성되고 타측에 제2 전달 베벨 기어(338)가 형성된다.The second power transmission shaft 333 is spaced apart in parallel with the first power transmission shaft 321. The second power transmission shaft 333 has a driving gear 332 for rotating the driven gear 323 of the first power transmission shaft 321 on one side and a second transmission bevel gear 338 on the other side. .
구동축(341)은 주축 구동 모터(480)와 직렬로 연결되며, 일측에 제2 동력 전달축(333)의 제2 전달 베벨 기어(338)와 맞물리는 구동 베벨 기어(348)가 형성된다.The drive shaft 341 is connected in series with the main shaft drive motor 480, and a driving bevel gear 348 meshing with the second transmission bevel gear 338 of the second power transmission shaft 333 is formed at one side thereof.
또한, 동력 전달부(310)는 제1 동력 전달축(321)의 종동 기어(323)와 제2 동력 전달축(333)의 구동 기어(332) 사이에 맞물려 동력을 전달하는 기구를 더 포함할 수 있다. 여기서, 동력을 전달하는 기구는 적어도 하나 이상의 헬리컬 기어(helical gear, 357)일 수 있다.In addition, the power transmission unit 310 may further include a mechanism for transmitting power by engaging between the driven gear 323 of the first power transmission shaft 321 and the drive gear 332 of the second power transmission shaft 333. Can be. Here, the mechanism for transmitting power may be at least one helical gear 357.
본 발명의 제2 실시예에서, 틸팅 구동부(360)는 스핀들(200)을 회전 가능하게 지지하는 스핀들 헤드(250)를 틸팅시킨다. 구체적으로, 틸팅 구동부(360)는 스핀들 헤드(250)와 연결되어 스핀들 헤드(250)를 틸팅시키는 틸팅 구동축(381)과, 틸팅 구동축(381)에 회전 동력을 공급하는 틸팅 구동 모터(388)를 포함한다In the second embodiment of the present invention, the tilting drive 360 tilts the spindle head 250 rotatably supporting the spindle 200. In detail, the tilting driver 360 is connected to the spindle head 250 to provide a tilting drive shaft 381 for tilting the spindle head 250 and a tilting drive motor 388 for supplying rotational power to the tilting drive shaft 381. Contains
또한, 틸팅 구동부(360)는 틸팅 구동 모터(388)와 틸팅 구동축(381)을 기구적으로 연결하는 하나 이상의 틸팅 구동 기어(385)를 더 포함할 수 있으며, 도 8에 표시된 방식으로 백래쉬를 용이하게 조정할 수 있다.In addition, the tilting driver 360 may further include one or more tilting drive gears 385 that mechanically connect the tilting drive motor 388 and the tilting drive shaft 381, and facilitate backlash in the manner shown in FIG. 8. Can be adjusted.
또한, 틸팅 구동부(360)가 스핀들 헤드(250)를 틸팅시킬 때, 주축 구동 모터(480)의 축은 고정될 수 있다.In addition, when the tilting driver 360 tilts the spindle head 250, the shaft of the spindle drive motor 480 may be fixed.
틸팅 바디(357)는 틸팅 헤드(300)를 지지하며 후술할 슬라이드(450)에 착탈 가능하게 결합된다.The tilting body 357 supports the tilting head 300 and is detachably coupled to the slide 450 to be described later.
또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 틸팅 헤드(300), 및 틸팅 바디(350)는, 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 일체로 결합되어 모듈화될 수 있다.Further, in the second embodiment of the present invention, the spindle 200, the spindle head 250, the tilting head 300, and the tilting body 350 are integrally coupled, as shown in FIGS. 2 and 6. Can be modularized.
이때, 동력 전달부(310)의 구동축(341)은 커플링(487) 결합을 통해 분리 가능하게 주축 구동 모터(480)의 모터축과 연결될 수 있다.In this case, the drive shaft 341 of the power transmission unit 310 may be connected to the motor shaft of the main shaft drive motor 480 to be detachable through coupling 487.
즉, 틸팅 바디(350)가 슬라이드(450)로부터 분리되면, 틸팅 바디(350)와 일체로 모듈화된 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 및 틸팅 헤드(300)가 함께 슬라이드(450)로부터 분리되면서 구동축(341)을 연결하는 커플링(487) 결합이 해제될 수 있다.That is, when the tilting body 350 is separated from the slide 450, the spindle 200, the spindle head 250, and the tilting head 300, which are integrally modular with the tilting body 350, move together from the slide 450. While being separated, coupling of the coupling 487 connecting the driving shaft 341 may be released.
변속기(470)는 주축 구동 모터(480)의 모터축(481)과 구동축(341) 사이에 연결된다. 변속기(470)는 감속비를 갖는 유성 기어(473)를 포함한다.The transmission 470 is connected between the motor shaft 481 of the spindle drive motor 480 and the drive shaft 341. Transmission 470 includes a planetary gear 473 having a reduction ratio.
본 발명의 제2 실시예에서, 변속기(470)는 주축 구동 모터(480)의 모터축(481)과 구동축(341)을 직렬로 연결하는 고속 모드와, 주축 구동 모터(480)의 모터축(481)의 회전 동력을 유성 기어(473)를 거쳐 구동축(341)에 전달하는 저속 모드 중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the transmission 470 has a high speed mode for connecting the motor shaft 481 of the spindle drive motor 480 and the drive shaft 341 in series, and the motor shaft of the spindle drive motor 480 ( The rotational power of the 481 may be operated in any one of the low speed modes for transmitting the rotational power to the drive shaft 341 via the planetary gear 473.
이러한 모드는 수치 제어(NC) 장치(미도시)를 통해 선택될 수 있다. 수치 제어(NC) 장치는 입력된 수치 제어 프로그램(NC-Program)에 따라 5축 가공기(102)의 동작을 제어한다.This mode may be selected via a numerical control (NC) device (not shown). The numerical control (NC) device controls the operation of the 5-axis machine 102 in accordance with the input numerical control program (NC-Program).
또한, 모드의 선택은 공작물에 대한 공구의 절삭 가공 방법에 따라 결정될 수 있으며, 절삭 가공 방법에는 강력 절삭, 고속 절삭, 일반 절삭 등이 있다.In addition, the selection of the mode may be determined according to the cutting method of the tool for the workpiece, and the cutting method includes the strong cutting, the high speed cutting, the general cutting, and the like.
구체적으로, 변속기(470)는 유성 기어(473), 선기어(474), 링기어(472), 캐리어(471), 슬라이딩 슬리브(476), 및 브레이크 디스크(478)를 포함한다.Specifically, the transmission 470 includes a planetary gear 473, a sun gear 474, a ring gear 472, a carrier 471, a sliding sleeve 476, and a brake disc 478.
도 9에 도시한 바와 같이, 고속 모드에서 변속기(470)는 고속 저 토크 구동을 위해서 입력 기어가 유성 기어(473)를 통하지 않고 바로 출력단으로 동력을 전달하기 때문에 주축 구동 모터(480)의 회전 속도와 동일한 속도를 갖는 회전 동력이 출력단으로 전달된다. 여기서, 입력 기어는 링기어(472)가 되고, 출력단은 캐리어(471)가 된다.As shown in FIG. 9, in the high speed mode, the transmission 470 rotates at the rotational speed of the spindle drive motor 480 because the input gear transfers power directly to the output stage instead of the planetary gear 473 for high speed low torque driving. Rotational power with the same speed as is transmitted to the output stage. Here, the input gear becomes the ring gear 472, and the output end becomes the carrier 471.
즉, 고속 모드에서는 선기어(sun gear, 474)가 슬라이딩 슬리브(slinding sleeve, 476)에 의해 링기어(ring gear, 472)와 결합 된 상태로 회전하여 유성 기어(473) 전체가 주축 구동 모터(480)의 모터축(481)과 함께 회전하게 된다.That is, in the high speed mode, the sun gear 474 is rotated in a state in which the sun gear 474 is engaged with the ring gear 472 by the sliding sleeve 476 so that the entire planetary gear 473 is the main shaft drive motor 480. It rotates with the motor shaft 481 of ().
도 10에 도시한 바와 같이, 저속 모드에서 변속기(470)는 저속 고 토크 구동을 위해서 입력 기어가 유성 기어(473)의 감속비 만큼 감속되어 출력단으로 전달된다. 여기서, 입력 기어는 선기어(474)가 되고, 출력단은 캐리어(471)가 된다.As shown in FIG. 10, in the low speed mode, the transmission 470 is decelerated by the reduction ratio of the planetary gear 473 and transmitted to the output stage for low speed and high torque driving. Here, the input gear becomes the sun gear 474 and the output end becomes the carrier 471.
즉, 슬라이딩 슬리브(sliding sleeve, 476)가 링기어(ring gear, 472)와 결합 된 상태로 브레이크 디스크(brake disk, 478)에 의해 고정된다.That is, the sliding sleeve 476 is fixed by the brake disk 478 in a state in which the sliding sleeve 476 is coupled with the ring gear 472.
또한, 변속기(470)는 주축 구동 모터(480)와 함께 후술할 슬라이드(450)의 후방에 지지된다.In addition, the transmission 470 is supported at the rear of the slide 450 to be described later together with the spindle drive motor 480.
앞서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 베드(800)는 후술할 새들(700)과 컬럼(400)을 슬라이딩 가능하게 지지한다.As shown in FIG. 1, the bed 800 slidably supports the saddle 700 and the column 400 to be described later.
베드(800), 새들(700), Z축 이송 장치(510), 테이블(600), 테이블 회전 구동부(750), 컬럼(400), X축 이송 장치(520), 슬라이드(450), 및 Y축 이송 장치(530)의 구조와 동작 원리는 제1 실시예와 동일할 수 있다. Bed 800, saddle 700, Z-axis feeder 510, table 600, table rotary drive 750, column 400, X-axis feeder 520, slide 450, and Y The structure and operation principle of the shaft feeder 530 may be the same as in the first embodiment.
다만, 본 발명의 제2 실시예에서, 슬라이드(450)의 전방에는 틸팅 바디(350)와 함께 모듈화된 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 및 틸팅 헤드(300)가 지지되고, 슬라이드(450)의 후방에는 변속기(470)와 주축 구동 모터(480)가 지지된다. 이때, 틸팅 바디(350)는 슬라이드(450)와 분리 가능하게 결합된다.However, in the second embodiment of the present invention, the spindle 200, the spindle head 250, and the tilting head 300, which are modularized together with the tilting body 350, are supported in front of the slide 450, and the slide ( The transmission 470 and the spindle drive motor 480 are supported at the rear of the 450. In this case, the tilting body 350 is detachably coupled to the slide 450.
즉, 스핀들(200), 스핀들 헤드(250), 틸팅 헤드(300), 틸팅 바디(350), 변속기(470), 및 주축 구동 모터(480)는 슬라이드(450)와 함께 Y축 방향으로 직선 왕복 운동할 수 있다.That is, the spindle 200, the spindle head 250, the tilting head 300, the tilting body 350, the transmission 470, and the spindle drive motor 480 are linearly reciprocated in the Y-axis direction together with the slide 450. You can exercise.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 5축 가공기(102)는 Z축 이송 장치(510), X축 이송 장치(520), 및 Y축 이송 장치(530)를 통해 Z축 방향, X축 방향, Y축 방향으로 직선축 구동이 가능하다.As described above, the 5-axis processing machine 102 according to the second embodiment of the present invention uses the Z-axis feeder 510, the X-axis feeder 520, and the Y-axis feeder 530 in the Z-axis direction and X. Linear axis drive is possible in axial direction and Y axis direction.
또한, 테이블(600)의 회전과 틸팅 헤드(300)의 틸팅을 포함하는 2축 방향의 회전축 구동이 가능하다.In addition, it is possible to drive the rotating shaft in the two-axis direction including the rotation of the table 600 and the tilting of the tilting head (300).
이에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 5축 가공기(102)는 총 5축 구동에 의한 가공 작업이 가능하다.Thus, the 5-axis processing machine 102 according to the second embodiment of the present invention can be processed by a total of 5 axis drive.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 5축 가공기(102)는 틸팅 가능한 스핀들(200)에 효과적으로 회전 동력을 공급할 수 있다.By such a configuration, the 5-axis machine 102 according to the second embodiment of the present invention can effectively supply rotational power to the tiltable spindle 200.
즉, 스핀들(200) 외부에 주축 구동 모터(480)를 마련하여 스핀들(200)에 높은 토크 또는 회전 속도를 갖는 회전 동력을 공급하면서도 틸팅 가능한 스핀들(200)에 대해 외부에서 회전 동력을 효과적으로 공급할 수 있다.That is, by providing the spindle drive motor 480 outside the spindle 200 to supply the rotational power having a high torque or rotational speed to the spindle 200, it is possible to effectively supply the rotational power from the outside to the tiltable spindle 200. have.
또한, 스핀들(200)을 틸팅시키고 동력을 전달하는 구성들을 일체로 모듈화하여 이를 유지 보수하고자 하는 경우에, 모듈화된 구성을 슬라이드(450)로부터 분리시켜 용이하게 유지 보수 작업을 수행할 수 있다.In addition, in the case where the spindle 200 is tilted and the components for transmitting power are integrally modularized to be maintained, the modular configuration can be separated from the slide 450 to easily perform maintenance work.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. will be.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is represented by the following detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.